ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ස්වයං-ධාවනය වන අධෝරක්ත ඡායා අනාවරකය

ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ස්වයං-ධාවනයඅධෝරක්ත ඡායා අනාවරකය

අධෝරක්තප්‍රකාශ අනාවරකයශක්තිමත් ඇඟිලි ගැසීම් විරෝධී හැකියාව, ශක්තිමත් ඉලක්ක හඳුනාගැනීමේ හැකියාව, සියලු කාලගුණික ක්‍රියාකාරිත්වය සහ හොඳ සැඟවීම යන ලක්ෂණ ඇත. එය වෛද්‍ය විද්‍යාව, හමුදා, අභ්‍යවකාශ තාක්ෂණය සහ පාරිසරික ඉංජිනේරු විද්‍යාව වැනි ක්ෂේත්‍රවල වඩ වඩාත් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ඒ අතර, ස්වයං-ධාවනය වනප්‍රකාශ විද්‍යුත් අනාවරණයබාහිර අතිරේක බල සැපයුමක් නොමැතිව ස්වාධීනව ක්‍රියා කළ හැකි චිපය එහි අද්විතීය ක්‍රියාකාරිත්වය (ශක්ති ස්වාධීනත්වය, ඉහළ සංවේදීතාව සහ ස්ථායිතාව ආදිය) හේතුවෙන් අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේ ක්ෂේත්‍රයේ පුළුල් අවධානයක් දිනාගෙන ඇත. ඊට වෙනස්ව, සිලිකන් මත පදනම් වූ හෝ පටු කලාප පරතරය අර්ධ සන්නායක මත පදනම් වූ අධෝරක්ත චිප් වැනි සාම්ප්‍රදායික ප්‍රකාශ විද්‍යුත් හඳුනාගැනීමේ චිප්, ප්‍රකාශ ධාරා නිපදවීම සඳහා ප්‍රකාශ ජනනය කරන ලද වාහක වෙන් කිරීම ධාවනය කිරීමට අමතර පක්ෂග්‍රාහී වෝල්ටීයතා අවශ්‍ය කරනවා පමණක් නොව, තාප ශබ්දය අඩු කිරීමට සහ ප්‍රතිචාර දැක්වීම වැඩි දියුණු කිරීමට අමතර සිසිලන පද්ධති ද අවශ්‍ය වේ. එබැවින්, අඩු බල පරිභෝජනය, කුඩා ප්‍රමාණය, අඩු පිරිවැය සහ ඉහළ කාර්ය සාධනය වැනි අනාගතයේදී ඊළඟ පරම්පරාවේ අධෝරක්ත හඳුනාගැනීමේ චිප් වල නව සංකල්ප සහ අවශ්‍යතා සපුරාලීම දුෂ්කර වී ඇත.

මෑතකදී, චීනයේ සහ ස්වීඩනයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායම් විසින් ග්‍රැෆීන් නැනෝරිබන් (GNR) පටල/ඇලුමිනා/තනි ස්ඵටික සිලිකන් මත පදනම් වූ නව පින් විෂමජංශ ස්වයං-ධාවනය වන කෙටි තරංග අධෝරක්ත (SWIR) ප්‍රකාශ විද්‍යුත් හඳුනාගැනීමේ චිපයක් යෝජනා කර ඇත. විෂමජාතීය අතුරුමුහුණත සහ ගොඩනඟන ලද විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය මගින් අවුලුවන ලද දෘශ්‍ය ගේටින් ආචරණයේ ඒකාබද්ධ බලපෑම යටතේ, චිපය ශුන්‍ය නැඹුරු වෝල්ටීයතාවයේදී අතිශය ඉහළ ප්‍රතිචාරයක් සහ හඳුනාගැනීමේ කාර්ය සාධනයක් පෙන්නුම් කළේය. ප්‍රකාශ විද්‍යුත් හඳුනාගැනීමේ චිපයට ස්වයං-ධාවන මාදිලියේ 75.3 A/W තරම් ඉහළ ප්‍රතිචාර අනුපාතයක්, 7.5 × 10¹⁴ ජෝන්ස් හඳුනාගැනීමේ අනුපාතයක් සහ 104% ට ආසන්න බාහිර ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති අතර, එකම වර්ගයේ සිලිකන්-පාදක චිප් වල හඳුනාගැනීමේ කාර්ය සාධනය වාර්තාගත විශාලත්වයකින් 7 කින් වැඩි දියුණු කරයි. ඊට අමතරව, සාම්ප්‍රදායික ධාවක මාදිලිය යටතේ, චිපයේ ප්‍රතිචාර අනුපාතය, හඳුනාගැනීමේ අනුපාතය සහ බාහිර ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 843 A/W, 10¹⁵ ජෝන්ස් සහ 105% තරම් ඉහළ අගයන් වන අතර, ඒ සියල්ල වත්මන් පර්යේෂණවල වාර්තා වී ඇති ඉහළම අගයන් වේ. මේ අතර, මෙම පර්යේෂණය මගින් ප්‍රකාශ විද්‍යුත් හඳුනාගැනීමේ චිපයේ සැබෑ ලෝක යෙදුම දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය සහ අධෝරක්ත රූපකරණ ක්ෂේත්‍රවල පෙන්නුම් කළ අතර, එහි දැවැන්ත යෙදුම් විභවය ඉස්මතු කළේය.

ග්‍රැෆීන් නැනෝරිබන් /Al₂O₃/ තනි ස්ඵටික සිලිකන් මත පදනම් වූ ෆොටෝඩෙටෙක්ටරයේ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ක්‍රියාකාරිත්වය ක්‍රමානුකූලව අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් එහි ස්ථිතික (ධාරා-වෝල්ටීයතා වක්‍රය) සහ ගතික ලක්ෂණ ප්‍රතිචාර (ධාරා-කාල වක්‍රය) පරීක්ෂා කළහ. විවිධ පක්ෂග්‍රාහී වෝල්ටීයතා යටතේ ග්‍රැෆීන් නැනෝරිබන් /Al₂O₃/ මොනොස්ඵටික සිලිකන් විෂම ව්‍යුහ ෆොටෝඩෙටෙක්ටරයේ දෘශ්‍ය ප්‍රතිචාර ලක්ෂණ ක්‍රමානුකූලව ඇගයීමට, පර්යේෂකයන් උපාංගයේ ගතික ධාරා ප්‍රතිචාරය 0 V, -1 V, -3 V සහ -5 V පක්ෂග්‍රාහීව, 8.15 μW/cm² දෘශ්‍ය බල ඝනත්වයකින් මැනිය. ප්‍රතිලෝම පක්ෂග්‍රාහීත්වය සමඟ ප්‍රකාශ ධාරාව වැඩි වන අතර සියලුම පක්ෂග්‍රාහී වෝල්ටීයතාවයන්හිදී වේගවත් ප්‍රතිචාර වේගයක් පෙන්වයි.

අවසාන වශයෙන්, පර්යේෂකයන් රූපකරණ පද්ධතියක් නිර්මාණය කර කෙටි තරංග අධෝරක්ත කිරණවල ස්වයං-බලැති රූපකරණය සාර්ථකව සාක්ෂාත් කර ගත්හ. පද්ධතිය ශුන්‍ය නැඹුරුවක් යටතේ ක්‍රියාත්මක වන අතර කිසිසේත්ම බලශක්ති පරිභෝජනයක් නොමැත. "T" අක්ෂර රටාව සහිත කළු ආවරණයක් භාවිතයෙන් (රූපය 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි) ෆොටෝඩෙටෙක්ටරයේ රූපකරණ හැකියාව ඇගයීමට ලක් කරන ලදී.

අවසාන වශයෙන්, මෙම පර්යේෂණය ග්‍රැෆීන් නැනෝ රිබන් මත පදනම් වූ ස්වයං-බලැති ප්‍රකාශ අනාවරක සාර්ථකව නිපදවා වාර්තාගත ඉහළ ප්‍රතිචාර අනුපාතයක් අත්කර ගත්තේය. මේ අතර, පර්යේෂකයන් මෙමඉතා ප්‍රතිචාරාත්මක ඡායා අනාවරකයමෙම පර්යේෂණ ජයග්‍රහණය ග්‍රැෆීන් නැනෝ රිබන් සහ සිලිකන් මත පදනම් වූ දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සංවර්ධනය සඳහා ප්‍රායෝගික ප්‍රවේශයක් සපයනවා පමණක් නොව, ස්වයං බලැති කෙටි තරංග අධෝරක්ත ප්‍රකාශ අනාවරක ලෙස ඒවායේ විශිෂ්ට ක්‍රියාකාරිත්වය පෙන්නුම් කරයි.